aguas subterraneasc1

7/25/2019 Aguas Subterraneasc1

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ABASTECIMIENTO DE AGUA YALCANTARILLADO

HIDRULICA DE AGUAS SUBTERRANEAS


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HIDRULICA DE AGUA SUBTERRANEA

Agua que se encuentra bajo la superficie terrestre. Se encuentra en el interior de poros entrepartculas sedimentarias y en las fisuras de las rocas ms slidas

Agua presente en el subsuelo en forma libre, ocupando los espacios vacos entre las partculasde arena o grava y en las fisuras en las rocas.

QUE ES AGUA

SUBTERRANEA?

A diferencia del agua superficial,

no es sencillo de identificar :

Su Area de recarga (donde nace

Su Area de descarga (dondedesemboca

!uanta agua esta almacenada y

cuanta fluye (volumen y caudal

"a direccin del flujo de agua


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EL CICLO HIDROLGICO

HIDRULICA DE AGUA SUBTERRANEA

El diagrama muestra los participantes ms importantes del ciclo

hidrolgico: precipitacin, la escorrenta y la evaporacin.

#l agua subterrnea forma

parte del ciclo $idrolgico,sufriendo procesos derecarga y descarga.

Agua superficial y aguasubterrnea son en general,interdependientes

"as velocidades decirculacin son muy lentas.


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DISTRIBUCIN DEL AGUA EN LA TIERRA

Distribucin de !us en " tierr

#$%&'(

&%)'(

Oc*n+s Rest+

$,%$#(

&&%-.(-%'$(

G"c ires A!u subt% Rest+

Distribucin de !us en "+sc+ntinentes

#/%#&(

0%$-(

'%0.(

'%'0(

A!us subt% L!+s

12+r de !u R3+s

Tiempo de renovacin del agua en el ciclo

%olumen total de los oc&anos ' .)* + -m)

/asa de aportes a los oc&anos ' ),0 + 1m) 2a3o

.)* + -m)2 ),0 + 1m) 2a3o ' 36.000 aos


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Flujo del agua

sobre la superficie

Lago

Infiltracin

gua subterrnea

Evaporacin

!ranspiracin"recipitacin

#a relacin entre el agua subterrnea

y el agua superficial


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"as aguas subterrneas proceden, en su

mayora, de la infiltracin de las aguas de

lluvia, del des$ielo, de los ros,4

#l agua infiltrada penetra en el subsuelo $asta

encontrar una capa impermeable sobre la quese acumula formando una capa freticao

subsuelo.

4CMO SE 5ORMA?


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A!u Subterr6ne

ZONA

NO

SATURAD

A


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FLUJO SUBTERRANEO

Se presenta en las formaciones naturales debajo de la superficie

terrestre.

Ocurre en grietas en canales naturales, grietas subterrneas y en los

intersticios de las formaciones naturales.La ingeniera no tiene modelos matemticos que permitan predecir el

flujo en estas grietas subterrneo en relacin a la cantidad y estabilidad.

Slo se hacen balances hidrolgicos que permite hacer algunas

aproximaciones.

Se ha logrado desarrollar modelos matemticos que permiten predecirel comportamiento de las obras hidrulicas de captacin construida en

acuferos naturales.

xiste relacin entre el flujo subterrneo y el flujo superficial pues el

agua pasa continuamente del subsuelo a los canales superficiales o ros

y !ice!ersa.

FLUJO SUBTERRANEO


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$E%I&' ()*+#)E'

FLUJO SUBTERRANEO

#as rocas no consolidadas son los suelos y los sedimentos sueltos

como arcilla, limo, arena y grava, de origen fluvial, aluvial y glacial.

"&)&'I%% n-

#a cantidad total de los espacios libres entre las partculas del

suelo es denominada porosidad .

#os poros pueden ser ocupados por agua y/o aire. +n suelo se

llama saturado cuando los poros son ocupados completamente

por agua, y no saturado cuado una parte de los poros es ocupadapor agua y otra parte por aire.

#a porosidad se define como la relacin entre el volumen de los

vacos y el volumen total del suelo.


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FLUJO SUBTERRANEO

n 0 12 1s- / 1

7ricin de "8is8ecucin9n 0 1

v/ 1

7ricin de" 8is8ecucin9

n 0 3 2 1s/1-

n9 2+r+sidd1s9 7+"u8en de 8teri" s"id+179 7+"u8en 7c3+s19 7+"u8en t+t" :de" sue"+;


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FLUJO SUBTERRANEO

e 0 121s- / 1s

variacin de la

misma ecuacin:e 0 1v / 1s

variacin de la

misma ecuacin:e 0 1/1s- 2 3

n 0 e / 34e-

e 0 n / 32n-

Proporcin de vc!o"


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FLUJO SUBTERRANEO

Suelos que permiten un flujo del agua son llamadas

"acufero", lo que no lo permiten son llamadas"acufugo". (Tambin existen las palabras "acuicludo"o "acuitardo" aquellos que permiten solamente unflujo muy limitado.)


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ACU


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Zona de recarga

Acufero libre

Acufero confinado


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Conductividad Hidrulica (k)

LEY DE DARCY

d"

d$.v =i !radiente idr#ulica

j $ar#metro que depende del tipo de flujo

% conducti&idad idr#ulica (m's)

% *+m's (arenas gruesas) + *+-m's (arcillas)

k: permeabilidad intrnseca

5

6g7!5

6g8. 9;==

j(iv =

j para flujo unidireccional o radial

y laminar


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Conductividad Hidrulica (K)

L #per$e%i&idd# o #cond'c(ividd )idr*'&ic# de 'n roc e" "'cpcidd de per$i(ir 'n +&',o de -' (rv." de "i/L per$e%i&idd depende de &o" (ipo" de vc!o" 0 &o" propiedde"e"pec!+ico" de e&&o"/ 1&o" vc!o" p'eden "er poro" o -rie("2

conec(do" en(re "! o no3/

LEY DE DARCY

$!E)I# 5 m/s-

(rava 36232 3627

rena gruesa 3628

rena mediana 36282 3629

rena fina 36292 362

rena limosa 3622 362;

rcilla limosa 362 362=

Depende ($%i.n de &"propiedde" de& -'1(e$per('r2 pe"o

e"pec!+ico2 vi"co"idd3 /Lde(er$incin de 4 "&o e"po"i%&e pr 'n r.-i$en de+&',o &$inr pero no pr 'nr.-i$en de +&',o ('r%'&en(o/


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L "i-'ien(e (%& $'e"(r &-'n" propiedde" )idro-eo&-ic"

%*"ic" de di+eren(e" roc"/ Co$o #roc# "e en(iende roc" "&id"2con"o&idd" 1co$o c&i52 reni"c2 -rni(o2 e(c/3 0 roc" no6con"o&idd" co$o "'e&o" 0 dep"i(o" c'(ernrio"3/

LEY DE DARCY

!ipo de roca !ipos de vacos "orosidad "ermeabilidad?audal m@imo demanantiales Al/minB

(rava poros elevada elevada 8C66

rena poros elevada elevada 3666

rcilla poros elevada muy baja > 9

renisca pococementada

poros y fisurasvariable,

generalmente elevadageneralmemte elevada hasta C66

?aliDa poros, fisuras y cavernas muy variablevariable,generalmente elevada

3;66 frecuentehasta 3.666.666

)oca "iroclastica pococementada poros elevada

variable,generalmente elevada hasta 7966

asalto poros, fisuras y cavernas variable variableentre 3;66 y 8C66frecuente

)iolita poros y fisurasvariable,generalmente baja

variable,generalmente baja

entre 9 y 366 frecuente

(ranito no alterado fisuras muy baja casi nulo- muy baja 9 2 96 frecuente

(neis fisuras muy baja casi nulo- muy baja > 96


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6s un acufero que siendo de extensi7n infinita , mantienesus caractersticas fsicas constantes en todos los puntos

(omogeniedad) y en todas direcciones (isotropa). 6staspropiedades influyen sobre la conducti&idad idr#ulica

ACUFERO IDEAL

+ 0omogeneidad + 8sotropa

KX

KX

KZ

KZ

0omogneo+is7tropo

KX

KZ

KZ

KX

0omogneo+anis7tropo 0eterogneo+is7tropo

KZ

KX

KZ

KX

9o recibe recargas

9o tiene lmites

Superficie est#tica ori:ontal, se mantiene la cantidad

de agua que satura


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TIPOS DE ACUIFERO

Las clasificaciones de los acuferos pueden variar segn el factor que se

tome en cuenta para hacerlas. De este modo se pueden clasificar segn los

materiales litolgicos que los constituyan (detrticos, fisurados, volcnicos,etc.! o, el factor de la presin hidrosttica del agua encerrada en los mismos,

lo cual se traduce en unas circunstancias prcticas muy tiles al ha"lar de

captaciones de ese agua.


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CARACTERI7ACION DE LOS ACUIFEROS

Capa Superior Tipo de Acufero

>mpermeable (acuicerre !onfinado

Semipermeable (acuitardo en que puede ignorarse lacomponente $ori?ontal del flujo

Semiconfinado

Semipermeable (acuitardo, menos permeable que la parteprincipal del acufero, en que $ay que tomar en cuenta la

componente $ori?ontal del flujo

Semilibre

>gual que la parte principal del acufero "ibre


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CARACTERI7ACION DE LOS ACUIFEROS


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ACUIFERO LIBRE

#on aquellos en los cuales e$iste una

superficie li"re del agua encerrada en

ellos y que se encuentra a presin

atmosf%rica. La superficie del agua

ser el nivel fretico y podr estar en

contacto directo con el aire o no,

pero lo importante es que no tengapor encima ningn material

impermea"le.


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ACUIFERO LIBRE

&n estos acuferos, al perforar po'os que los atraviesen total o parcialmente,

el agua alcan'a un nivel que sera el mismo que tendra dentro de laformacin geolgica, es decir el nivel fretico (nivel real! coincide con el nivel

pie'om%trico (nivel ideal que alcan'ara el agua a presin atmosf%rica!.


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ACUIFERO CONFINADO&n este tipo de acufero, el agua que

contienen est sometida a cierta presin,

superior a la atmosf%rica y ocupa latotalidad de los poros o huecos de la

formacin geolgica, saturndola

totalmente. &stn sellados por materiales

impermea"les que no permiten que el agua

ascienda hasta igualar su presin a la

atmosf%rica.


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ACUIFERO CONFINADO

l perforar po'os que atraviesen el lmite superior del material que constituye el

acufero, se o"serva que el nivel del agua asciende muy rpido hasta que se

esta"ili'a en el nivel pie'om%trico. )odrn darse po'os surgentes si el nivel delagua queda por encima del nivel topogrfico y po'os artesianos si el nivel se

esta"ili'a por de"a*o de la cota del terreno. )ara una serie de po'os

atravesando un acufero de este tipo, uniendo los niveles que alcan'a el agua

en cada uno, se o"tendr una superficie pie'om%trica que no coincide con elnivel fretico que tena el acufero en estado natural.


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ACUIFERO SE8ICONFINADO

&n los acuferos semiconfinados,

una de las rocas enca*antes no es

totalmente impermea"le y permite

cierta transmisin de agua trav%s

de ella.


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ACUIFERO SE8ILIBRE

Los acuferos semili"res resultan ser una situacin intermedia entre los

acuferos li"res y los semi+confinados. &n este caso, el acuitardo que limita la

parte superior del acufero no es tan impermea"le que no pueda ignorarse la

e$istencia en %l de una componente hori'ontal del flu*o, que contri"uye en

cierto grado al caudal e$trado del po'o. &l comportamiento de este tipo de

acufero es similar al que se presenta en un acufero li"re, en que no es

inmediata la respuesta al drena*e del agua de gravedad contenida en %l(conocido como acufero li"re con entrega retardada o drena*e diferido!.


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ACUIFERO SE8ILIBRELa imagen ms simple de este tipo de acuferos sera la de una capa acufera

homog%nea de granos gruesos, limitada por de"a*o por una capa

impermea"le y por arri"a por un estrato de granos finos, cuya conductividadhidrulica es nota"lemente inferior que la del material de la capa acufera

homog%nea, pero no tan "a*a que pueda clasificarse como semipermea"le. l

"om"ear este tipo de acufero, la superficie fretica en el estrato superior

tam"i%n desciende, pero inicialmente menos que la superficie pie'om%tricadel acufero su"yacente

aguas subterraneasc1

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